package com.cheng.dataStructure.queue;

import java.util.Scanner;

/**
 * @User Administrator
 * @Classname CircleQueueDemo
 * @Project Data-structure-and-algorithm
 * @Description TODO
 * @Author wpcheng
 * @Create 2021-06-22-10:58
 * @Version 1.0
 */
/*
* 数组模拟环形队列思路分析：
* 1.队列能存储的空间大小：maxSize=4(自定义的)
* 2.rear指针指向对尾数据的后一个位置，rear指的这个位置总是当做一个预留空间，不进行数据分配
* 3.（rear+1）这个数值正好是队列能存储的空间量（包括预留空间），所以rear+1 = maxSize，
* 两个空间概念：队列数据空间，队列存储空间两个空间之间的关系：队列数据空间 +1 = 队列存储空间，这里的“1”就是预留空间
* 4.队列满条件：（rear+1）%maxSize = front
* 5.队列空条件：rear=front
* 6.两个指针的初始值：front = 0，rear = 0
* 7.队列中数据个数：（rear+maxSize-front）%maxSize，有效数据=maxSize-1，因为预留了个空间不存放数据
* */
public class CircleQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试数组模拟环形队列
        CircleArray queue = new CircleArray(4);
        char key = ' ';
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);//用于接收用户的输入
        boolean loop = true;
        //打印一个菜单
        while (loop){
            System.out.println("请输入想要执行的操作：");
            System.out.println("s(show)：显示队列数据");
            System.out.println("h(head)：显示队列头部数据");
            System.out.println("g(get)：得到队列数据");
            System.out.println("a(add)：添加数据");
            System.out.println("e(exit)：退出程序");
            key = scanner.next().charAt(0);//接收用户的输入赋值给key
            switch (key) {
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int i = queue.headQueue();
                        System.out.println("头部的数据为"+i);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int i = queue.getQueue();
                        System.out.println(i);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请先输入一个数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");

    }
}

class CircleArray{
    private int maxSize;//定义最大容量
    private int front;//定义队头指针
    private int rear;//定义队尾指针
    private int[] arr;

    public CircleArray(int arrMaxSize){
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];//给数组初始化
        front = 0;//指向队列头数据
        rear = 0; //指向队列尾数据的后一个位置
    }
    //判断数组是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return rear==front;
    }
    //判断队列是否满
    public boolean isFull(){
        return (rear+1) % maxSize == front;
    }

    //添加数据到队列，n为要添加的数据
    public void addQueue(int n){
        //如果队列已满
        if (isFull()){
            System.out.println("队列已满，无法添加数据");
            return;
        }
        arr[rear] = n;//直接加入数据
        rear = (rear+1)%maxSize; //rear往后移，考虑取模
    }
    //从队列中取出数据
    public int getQueue(){
        //如果队列为空
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，无法取出数据");
        }
        //1.将front指向的数据保存到一个临时变量
        //2.front后移,考虑取模
        //3.返回临时变量
        int value = arr[front];
        front = (front+1)%maxSize;
        return value;
    }
    //显示队列所有数据
    public void showQueue(){
        if (isEmpty()){
            System.out.print("队列为空，无法显示数据");
            return;
        }
        //遍历
        for (int i = front; i < front+size(); i++) {
            System.out.println("队列所有数据为"+arr[i%maxSize]);
        }
    }
    //显示有效数据的个数
    public int size(){
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }


    //显示队列的队头数据
    public int headQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，无法显示头数据");
        }
        return arr[front];
    }

}

